GIS的小型化不仅是简单地尺寸缩小,还应包括合理地简化元件数量和布置方式及提高运行的可靠性,一般实现小型化的途径主要有以下3项:
(1)减少断路器的断口数:早期的SF6断路器单元断口电压水平为126kV,目前随着制造技术的发展,国外的一些大的开关制造公司已做到单元断口电压为550kV和800kV,国内也有生产厂家已研制成功了550kV单断口断路器,这就为减少SF6断路器的断口数提供了条件。与双断口断路器相比,相同技术参数的单断口断路器,以国产363(420)kV级SF6罐式断路器为例,无论是罐体长度、气室容积,还是质量,亦或是零部件数量,单断口断路器的技术经济性能均远优于双断口断路器。以2组分别使用单断口SF6罐式断路器和双断口SF6罐式断路器的双母线典型间隔GIS为例,在主接线及技术参数完全相同情况下,单断口SF6断路器可使结构布局简化,占地面积减少,体积仅为后者的56%,从而可实现GIS的小型化。
(2)三相共筒化:三相共筒化结构与分相布置结构相比,一般可减少占地面积40%以上,同时还可节省材料、减少密封部位和部件数目,从而减少SF6气体的泄漏和提高产品的可靠性能;此外,还可减少外壳涡流损耗和现场安装维修工作量。目前世界各大开关设备制造公司都在发展三相共筒化结构,170kV以下电压等级的GIS产品几乎全部三相共筒化结构,日本已做到363kV全三相共筒式结构GIS和550kV母线三相共筒式结构GIS,同时正在探索发展550kV全三相共筒式GIS。
(3)采用小型元件替代传统GIS中的元件可以使GIS内布置更为紧凑,从而减小GIS的体积,实现GIS小型化。如日本三菱公司开发的GIS用新型氧化物避雷器,它是采用一种新型的ZnO阀片,通过用新的添加剂减少ZnO颗粒的带奥,在厚度相同的情况下,新型阀片耐受电压约为常规阀片的2倍,从而使串联阀片数目减半,体积为传统避雷器体积的40%~60%,从而减少了GIs的绝缘尺寸,更重要的是使避雷器的残压下降,从而使被保护设备的雷电冲击耐受水平(LIWL)下降;此外,日本日立公司也将一种使用高电位梯度(400V/mm)阀片的ZnO避雷器用于GIS中,它降低了被保护设备的LIWL,其高度仅为传统避雷器的53.2%,同样可减小GIS的尺寸。又如,采用基于Faraday效应的光电式电流电流传感器(OCT)和基于Pockels效应的电压传感器(OPT)替代传统电磁式互感器(详细介绍见第八章第三节内容),可以消除测量时的电磁干扰,而且光线绝缘可靠性好。式传感器的输出稳定性很好,且体积比传统电磁式互感器小得多,OCT的安装空间只有传统电流互感器的1/24,OPT的安装空间虽相对较大,但也只有相当于传统电压互感器的1/3,一次,在GIS中使用光电式传感器是实现GIS小型化的途径之一。
(简答题)
实现GIS小型化的途径有哪些?
正确答案
答案解析
略